JPH06503916A - 圧縮ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧練ガス遮断器 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念）；記載の形式の圧縮ガス遮断器に関す る。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２０３９２４０号明細書から公知の圧縮ガス遮 断器においては、定置の切換え片は消化ガスを充填されたケーシング内で、ケー シングから間隔を置いて配置された環状のスリーブの中実軸線内に配置されてい て、かつ、ブローノズルは切換え個所を形成する可動な切換え片、つまり対応接 点片に不動に結合されている。ブローノズルは接続位置で両切換え片を取り囲ん でいる。環状のスリーブ内には切換え個所とは反対側の部分で開口が設けられて いて、この開口を介してアークによって加熱されかつイオン化された消化ガスが 漏出する。この消化ガスは、スリーブとケーシングの内壁との間の、切換え片か ら著しく遠ざけられた帯域内に達する。遮断過程中にスリーブ内部で生ずる消化 ガス内の圧力波はアークの逆火発生を促進する。

本発明の課題は、できるだけ僅かな外部寸法を有し、できるだけ安価に製作可能 でありかつ逆火を申し分な（排除できるような、圧縮ガス遮断器を提供すること にある。

前記課題は本発明によれば、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明による 圧縮ガス遮断器によって解決された。

本発明の原理は、スリーブ内部での圧力波の拡散をできるだけ阻止することにあ る。このようなスリーブは、例えば屋外遮断器において磁器から成るケーシング 内に設けられる。

本発明によるスリーブは、遮断時に同様に圧力波を発生させる、金属被覆されか つガス絶縁された高電圧遮断装置（完全絶縁遮断装置）においても使用できる。

この場合、スリーブは接地された導電性のケーシングによって取り囲まれている 。

請求項１記載の本発明の構成によって得られる利点は、アーク発生時間中、切換 え個所に面したスリーブ部分内の半径方向の開口を介して消化ガスがスリーブと ケーシングとの間の範囲からスリーブ内部に進入し、これによフて圧力波及び逆 火を生ゼしめる負圧発生が回避されるということにある。スリーブは必ずしも垂 直に配置する必要はない。

遮断過程中にアークが発生した場合には、高速でブローノズルから加熱消化ガス 噴流が生ぜしめられかつブローノズルの拡散範囲で過圧帯域が形成される。スリ ーブが下側で半径方向の開口を有さずひいてはこの範囲で防護ガスが半径方向で スリーブ内に流入しない場合には、このスリーブ範囲で高速でブローノズルから 流出する消化ガス流によって軸線対称的な負圧帯域が生ぜしめられる。アークが 消弧されがっ過圧及び負圧帯域が生じた場合には、圧力波が拡散することによっ て圧力差が発生し始める。この圧力波は切換え個所とは友対鍔のスリーブ端部で 反射する。このようにして、時間的に遅れて、切換え片の間に負圧帯域が達する 。この負圧は逆火を促進し、この逆火はアーク消弧後２０乃至５０ｍ５（アーク によって生ぜしめられる負圧帯域の第１の反射に続いて）を生ゼしぬる。スリー ブ下側部分に十分大きな開口が設けられている場合には、スリーブ内の圧力勾配 が回避されることが明らがとなった。この開口を介してケーシングの内壁とスリ ーブとの間のスペースから、この範囲で圧力が低下し始めた場合に、防護ガスが スリーブ内部内に達する。

つまり開口は圧力補償のために用いられかっ負圧発生を阻止する。従って、逆火 を生せしめる圧力波は生じない。

切換え個所に面したスリーブ端部囲の付加的な開口によって、自己吹出し式遮Ｗ ＃装置の直径を小さく維持でき、この場合、これにも拘わらずそれぞれの遮断過 程後の逆火発生の確率が減少される。

このようにして請求項第２項の屋外遮断装置の場合、磁器から成るケーシング用 の材料が節減される。このような圧縮ガス遮断器の場合磁器は著しい出費を生ぜ しめるので、本発明の夜圧縮ガス遮断器は特に経済的に製作可能である。

磁器の節約は圧縮ガス遮断器の所定の絶縁耐力において遮断器直径を減少するこ とによってのみ得られる。

それというのも磁器絶縁体の長さが事実上圧線ガス遮断器の定格電圧によって予 め規定された絶縁耐力を規定するからである。

簡単に製作される横断面を減少するエレメントの形状は請求項第４項に記載され ている。

有利ｌこは、切換え個所に面したスリーブ範囲の開口は請求項第５項によれば周 方向で均一に分配されている。つまり逆火を回避するために、（開口の全面積が 同じである場合）それぞれ適当に大きく形成される若干の開口よりも小さな多数 の開口が周方向で分配されて配置されていると有利であることが明らかとなった 。

請求項第６項による、切換え個所とは反対便のスリーブ端部における開口の均一 な分配形式が有利な作用を及ぼす。それというのもこの措置によって特にアーク が発生した後で加熱された防護ガスがスリーブの内部から漏出することができる からである。つまりこの場合、スリーブの周方向に亘って多数の小さな開口を均 一に分配して配置することが適当に大きな若干の開口を均一に配置するよりも有 利であることが明らかとなった。

本発明の有利な構成は請求項１１７項に記載されている。定格電流接点片は、圧 縮ガス遮断器が閉じられた場合に、運転電流を案内する。つまり前記接点片はア ークによる接点焼損を受けることはない。それというのもアークは定格電流接点 片が開放された後で初めて離反移動する切換え片において生ずるからである。

有利には圧力波遮断部材に隣接して配置された開口の全面積は少な（とも、スリ ーブの縦軸線に対して垂直に配置されかつスリーブの内壁と切換え片との間で延 びる横断面積と同じ大きさである。

本発明の有利な構成はその他の請求項に記載されている。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

この場合、第１ａ図は本発明による圧縮ガス遮断器の主要構成部材の縦断面図で あり、ｊｌｌｂ図は圧縮ガス遮断器の横断面図であり、第２図は定置の接点支持 体の端部の開口及び圧力波遮断部材を省かれた公知の圧縮ガス遮断器内部のアー ク発生時間中の過圧及び負圧範囲を示した図であり、第３図はアークの第１の消 弧後の第２図の圧縮ガス遮断器内の圧力波拡散状態を示した図である。

全ての図面では同じ構成部材には同じ符号が付されている。

第１ａ図では屋外構成の本発明による圧縮ガス遮断器を図示している。消化ガス ＳＦ６で充填された、磁器から成る縦長の垂直に位置する密閉されたケーシング ｌ内には、定置の環状の導電性のスリーブ２が設けられていて、このスリーブは 切換え個所とは反対側の端部で外部に案内された接続接点片３に導電的に固定さ れている。スリーブ２の内部には切換え個所に面した範囲で半径方向の金属支持 体４が固定されていて、この金属支持体には、切換え個所に向けて、ビン状の定 置の切換え片５が設けられている。切換え片５はスリーブ２の縦軸線内に位置し ていてかつほぼスリーブ２の下縁に達している。圧縮ガス遮断器が閉じられた場 合には、切換え片５はチューリップ状切換え片として構成された可動な切換え片 ６によって掴まれる。チューリップ状切換え片６はケーシング１の縦軸線の方向 に配置された移動可能な環状の接点支持体７内に固定されている。この接点支持 体は導電的に形成されていてかつ切換え個所に面した端部で外縁に定格電流接点 片８を有していて、この定格電流接点片８は接続位置で、定置のスリーブ２の切 換え個所にｉした端部に設けられた定格電流接点片９によって掴まれる。圧線ガ ス遮断器を開放した場合まず定格電流接点片８，９を介した電流が遮断される。

引き続く遮断運動中に初めて定置の切換え片５と可動な接点片６との間の接触が 遮断され、かつこの個所でアークが発生する。アークは、移動可能な接点支持体 ７に固定されたブローノズル１０内で生ずる。定置のスリーブ２と可動な接点支 持体７とは磁器から成るケーシング１の内壁に対して僅かな間隔を置いて配置さ れている。この間隔を設定するために２つの基本的な観点が互いに同調される。

一方では高価な磁器材料を節約するためにケーシングの直径をできるだけ僅かに すると有利であり、他方では遮断時に定置のスリーブの定格電流接点片９と可動 な接点支持体７の定格電流接点片９との間で電場が形成されると有利であり、こ の電場はケーシングの直径が極めて僅かである場合ケーシング外部の大気層にお いて電圧破壊を生ぜしめる。即ち電気力線の一部はケーシング１を介して及び周 辺外気を介して延びる。空気の絶縁破壊強さは防護ガスのＳＦ６絶縁破壊強さよ りも僅かであるので、定格電流接点片とケーシングの内壁との間の間隔が極めて 僅かである場合には、ケーシング外部の空気中で電圧破壊が生ずる。切換え個所 に■した端部の近くで、例えば定置のスリーブ２の下縁から短い間隔を置いて、 スリーブ内部にスリーブ２の縦軸線向けて突出する縁部としての横断面を減少す るエレメント１１が配置されていて、この縁部は圧力波遮断部材の主要構成部材 を成す、いずれにせよ圧力波遮断部材は、圧力波遮断部材が完全にシール作用を 以ってスリーブを閉鎖するように構成されるのではなく、むしろ圧力波遮断部材 は妨害部材として圧力波の拡散を制限する。横断面を減少するエレメント１１は 切換え個所に面したスリーブ２の四分の一部に位置する。突出した縁部は接続位 置で僅かな間隔を置いてブローノズル１０を取り囲む。

定置のビン状の切換え片５は横断面を減少するエレメント１１の高さまで達して いる。

定置のスリーブ２の壁内には多数の開口が設けられている、つまり、切換え個所 とは反対側のスリーブ端部の開口１２は接続接点片３の直下にかつ開口１３は横 断面を減少するエレメント１１の僅かばかり上側で切換え個所に面したスリーブ 端部に設けられている。

前記開口１３は切換え個所に面したスリーブの四分の一部に位置する。

横断面を減少するエレメント１１は切換え個所の方向で切換え個所に向いたスリ ーブ縁部と正確に同一平面内に位置するのではなく、この縁部の僅かばかり上側 に位置しかつこの場合切換え個所の方向でみて開口１３の前方に位置する。

切換えロッド１４を介して運動は駆動装置（図示せず）から移動可能な接点支持 体７に伝達される。可動な切換え片６と切換えロッド１４との間には、無通電時 にアークを吹き消すための圧縮装置と圧力室（図示せず）とを有する室が設けら れている。

第１ｂ図では圧縮ガス遮断器の、スリーブ２の縦軸線に対して垂直方向の横断面 図を図示している、つまり金属支持体４と横断面を減少するエレメントに隣接し て配置された開口１３との間の横断面図を図示している。

切換え片５とスリーブ２の内壁との間の横断面積は全ての開口１３の横断面積と ほぼ同じ大きさである。

この設計によって、アークが発生した場合十分な消化ガスを開口１３を介して流 入させて、スリーブ内部での負圧発生を排除できる。

第２図では従来の圧縮ガス遮断器内部の過圧範囲１６及び負圧範囲１７を図示し ており、この圧縮ガス遮断器では切換え個所に面したスリーブ２゛範囲の開口１ ３（第１ａ図参照）が省かれかつ横断面を減少するエレメント１１（第１ａ図参 照）が省かれていることを除いて、第１ａ図及び第１ｂ図による本発明による圧 縮ガス遮断器と同じに構成されている。正常圧力は遮断によって生ぜしめられた 全ての補償過程が減衰した後で圧縮ガス遮断器内で調節される。このような圧縮 ガス遮断器においてはアーク点火時に、アーク消弧後圧力波を発生させる圧力差 が生ずる。アーク発生直後に加熱された消化ガス噴流が高速でブローノズル１０ から流出しかつガス流の風陰において負圧を発生させる（ＷＩ似の圧力状態は爆 発時に及び砲弾飛行時に生ずる）。消化ガスは熱発生に基づき高圧にさらされか つスリーブ内部で切換え個所から離反して拡散する軸線対称的な過圧範囲を生ぜ しめる。

アーク消弧後最後の電流ゼロ通過において圧縮装置なしの圧縮ガス遮断器の場合 加熱消化ガス噴流が突然遮断され、これに対して圧縮装置を有する圧縮ガス遮断 器の場合依然として残余ガスがポンプから流出しがつ所定の時間に亘って負圧形 成を阻止する。次いで第２図で図示の圧力区分が補償され始める。過圧の一部は 切換え個所とは反対側のスリーブ範囲に設けられた開口１２を介した加熱消化ガ スの漏出によって減少される。しかしながら圧力差の著しい補償は圧力波として 生じ、この圧力波は、アーク消弧後はぼ２０乃至５０ＩＩＳに応じた逆火を発生 させる。

この時間は、アーク消弧直後の加熱ガス噴流の減衰と圧力波の第１又は第２の反 射後の切換え片間範囲への圧力波進入との間で、経過する。逆火は切換え片間範 囲内に圧力波に属する負圧帯域が進入することによって生ぜしめられる。負圧は 消化ガスの強さを減少させる。これに対し本発明による圧縮ガス遮断器では（第 １図による）開口１３を介して負圧発生が回避される。それというのも圧力補償 のために十分な消化ガスがスリーブ２とケーシング１の内壁との間の範囲から流 れることができるからである（完全に絶縁された遮断装置の場合スリーブと接地 された導電性のケーシングとの間に適当な範囲が設けられる）。

第３図ではアーク消化後のスリーブ内部の圧力状態を示している。図面左側半部 ではスリーブ２の中実軸線に対して平行に延びる位置座標１８によって、アーク 消弧直後の中実軸線に対して対称的に延びる圧力分布を示している。位置座標１ ８はゼロ線として全ての補償過程減衰後ケーシング内部で支配するような消化ガ スの正常圧力を示している。スリーブ上側半部のスリーブの中実軸線に対して対 称的な十で示された範囲１９においては、正常圧力に比して過圧が生じ、かつ、 過圧帯域の下側に位置する−で示された軸線対称的な範囲２０においては負圧を 有する帯域が生ずる。

切換え個所から離反して延びる矢印２１は圧力波の拡散方向を示している０図面 右側半部ではスリーブ２′の中実軸線に対して平行に延びる位置座標２２によっ て、スリーブ上端で圧力波が反射した後での、スリーブ内の縦軸線に対して対称 的な圧力分布を示している。

十で示されたＩ［２３は反射後過圧を有し、かつ、これの下側に位置する−で示 された範囲２４では負圧が支配する。切換え個所に向けられた矢印は圧力波の拡 散方向を示している。

このような圧縮ガス遮断器の場合反射後負圧の帯域は両切換え片の間に達しかつ そこで逆火を生ゼしめる。

第１ａ図及び第１ｂ図による本発明による圧縮ガス遮断器の場合逆火発生の確率 は極めて僅かである。それというのも開口１３を介してスリーブ内部の圧力勾配 発生が阻止されひいては圧力波の拡散が回避されるからである。

国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．切換え個所を形成する同軸的に配置された２つの切換え片を収容するケーシ ングと、ケーシングに対して間隔を置いて配置された導電的な環状のスリーブと 、圧縮ガス遮断器が閉鎖された場合両切換え片の端部を側方で取り囲むブローノ ズルとを備え、前記スリーブの縦軸線内に一方の切換え片が配置されていてかつ スリーブが切換え個所とは反対側のスリーブ範囲に半径方向の多数の開口を有し ている形式のものにおいて、ほぼ切換え個所に面したスリーブ（２）の端部に、 圧力波遮断部材として用いられる横断面を減少するエレメント（１１）が設けら れていて、切換え個所から離反する方向で前記エレメント（１１）から僅かな間 隔を置いて、スリーブ（２）内に半径方向の開口（１３）が設けられていて、こ の開口が、加熱消化ガスがブローノズル（１０）からスリーブ（２）の上側範囲 内に進入する時間中、負圧帯域発生を阻止するために、十分な消化ガスをスリー ブ（２）とケーシング（１）との間の範囲からスリーブ（２）の内室内に流入さ せるような大きさで形成されていることを特徴とする、圧縮ガス遮断器。
2. ２．ケーシングが磁器から形成されている、請求項１記載の圧縮ガス遮断器。
3. ３．ケーシングが導電柱の材料から形成されかつ接地されている、請求項１記載 の圧縮ガス遮断器。
4. ４．圧力波遮断部材の横断面を減少するエレメント（１１）がスリーブ（２）の 縦軸線に向けて突出する縁部として構成されている、請求項１から３までのいず れか１項記載の圧縮ガス遮断器。
5. ５．切換え個所から離反する方向で横断面を減少するエレメント（１１）の僅か 前方に設けられた開口（１３）がスリーブ（２）の周方向に亘って均一に分配さ れている、請求項１から４までのいずれか１項記載の圧縮ガス遮断器。
6. ６．切換え個所とは反対側の、スリーブ（２）の範囲に設けられた開口がスリー ブ（２）の周方向に亘って均一に分配されている、請求項１から５までのいずれ か１項記載の圧縮ガス遮断器。
7. ７．圧縮ガス遮断器が閉鎖された場合スリーブ（２）が運転電流を案内するよう になっており、この場合、電流がスリーブ（２）に固定された定格電流接点片（ ９）を介して流れかつ可動な接点片（６）用の接点支持体（７）に結合された定 格電流接点片（８）を介して導かれるようになっている、請求項１から６までの いずれか１項記載の圧縮ガス遮断器。
8. ８．切換え個所に面したスリーブ範囲で横断面を減少するエレメントに隣接して 設けられた全ての開口（１３）の全面積が少なくとも、スリーブ（２）の縦軸線 内に配置された切換え片（５）とスリーブ（２）の内壁との間の、スリーブ（２ ）の縦軸線に対して垂直に延びる横断面積と同じ大きさである、請求項１から７ までのいずれか１項記載の圧縮ガス遮断器。